用于曝气生物滤池的滤料及其制备方法.pdf

一种用于曝气生物滤池的滤料，由组成按质量份计的如下原料制成：自来水厂污泥10-40份、污水处理厂污泥25-80份、成孔剂3-15份和粘结剂7-20份。由于污水处理厂的污泥具有较高的含碳量以及适量成孔剂的加入使得颗粒表面形成多孔状态，因而对废水中的污染物具有较好的吸附、去除效果。制备的滤料具有巨大的比表面积，有利于微生物附着生长，是一种新型高效的曝气生物滤池滤料。

1.  一种用于曝气生物滤池的滤料，其特征在于由组成按质量份计的如下原料制成：自来水厂污泥10-40份、污水处理厂污泥25-80份、成孔剂3-15份和粘结剂7-20份。

2.  权利要求1所述用于曝气生物滤池滤料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
a.取自来水厂污泥放入烘箱105℃干燥24h，球磨过100目筛后备用；取污水处理厂污泥放入烘箱105℃干燥24h，球磨过100目筛后备用；
b.按照重量百分比计，将过筛后的自来水厂污泥10-40份、污水处理厂污泥25-80份、成孔剂3-15份和粘结剂7-20份充分搅拌均匀，洒水成型得生料球；
c.将成型的生料球放入烘箱105℃干燥24h；
d.将干燥好了的生料球加热至450-700℃，保温10-60min进行预热处理；
e.将预热后的生料球移至1000-1500℃环境中焙烧10-60min后取出，冷却至室温即得到所需的用于曝气生物滤池滤料。

3.  根据权利要求1所述的用于曝气生物滤池的滤料，其特征在于：自来水厂污泥的含水率为65-85％。

4.  根据权利要求1所述的用于曝气生物滤池的滤料，其特征在于：污水处理厂污泥的含水率为65-85％。

5.  根据权利要求1所述的用于曝气生物滤池的滤料，其特征在于：成孔剂为煤粉、淀粉、锯末屑、石灰石、白云石和炭黑中的一种。

6.  根据权利要求1所述的用于曝气生物滤池的滤料，其特征在于：粘结剂为水玻璃。

用于曝气生物滤池的滤料及其制备方法
一、技术领域
本发明属于环境工程水处理技术领域，主要涉及一种水处理用滤料及其制备方法，尤其涉及一种在曝气生物滤池水处理工艺中使用的滤料及其制备方法。
二、背景技术
目前来说，我国的自来水厂主要还是采用混凝-沉淀-过滤“老三套”工艺作为主要的生产工艺，因此生产过程中产生了大量的污泥。若含泥废水不经处理直接排放，将会污染受纳水体、淤积河道。若采用机械或自然干燥脱水法对含泥废水进行处理，然后将制成的脱水泥饼堆放在地面或填埋，将占用大量田地，还可能污染地表水和地下水，而且污泥得不到资源化利用，若采用焚烧等方法处理会因成本太高而无法承受。因此对自来水厂污泥进行妥善的处置是急需解决的问题。
同时，随着我国越来越对环保产业的重视，我国的污水处理厂与日俱增，并且不断地从发达地区逐渐向全国普及，从城市逐渐到城镇和农村普及，而绝大多数污水处理厂都是采用生物处理方法为主，在生物处理过程中都会产生大量的污泥，污泥在处理过程中也面临着填埋占用土地，焚烧等地处理方法成本高而且产生污染等问题。因此对污水处理厂污泥进行妥善的处置也是目前急需解决的难题。
由于自来水厂主要采用化学方法处理，产生的污泥中主要为无机物，投加的混凝剂主要为铝盐和铁盐，而铝盐和铁盐对磷等具有很好的吸附作用，对于现阶段的曝气生物滤池，多是通过投药的方式除磷，这种方式投药点的位置及投药的量不好控制；污水处理厂主要采用生物方法处理，产生的污泥的挥发分、TOC和热值均较高，具有较高的再利用价值，同时，由于具有较高的碳含量，若经过加热或则灼烧等可以提供充足的成气物质。
因此，以自来水厂和污水处理厂的污泥为主要原料制作为曝气生物滤池的滤料，将在水处理中具有很好的应用前景。
三、发明内容
发明目的：为了解决上述问题，本发明提供一种在曝气生物滤池水处理工艺中使用的滤料及其制备方法，可以对脱水污泥进行利用，避免污泥对环境的二次污染；制备得到的滤料具有较高的比表面积，对污染物的吸附去除效率高，利于有益微生物的生长。
技术方案：一种用于曝气生物滤池的滤料，由组成按质量份计的如下原料制成：自来水厂污泥10-40份、污水处理厂污泥25-80份、成孔剂3-15份和粘结剂7-20份。
用于曝气生物滤池滤料的制备方法，包括如下步骤：取自来水厂污泥放入烘箱105℃干燥24h，球磨过100目筛后备用；取污水处理厂污泥放入烘箱105℃干燥24h，球磨过100目筛后备用；按照重量百分比计，将过筛后的自来水厂污泥10-40份、污水处理厂污泥25-80份、成孔剂3-15份和粘结剂7-20份充分搅拌均匀，洒水成型得生料球；将成型的生料球放入烘箱105℃干燥24h；将干燥好了的生料球加热至450-700℃，保温10-60min进行预热处理；将预热后的生料球移至1000-1500℃环境中焙烧10-60min后取出，冷却至室温即得到所需的用于曝气生物滤池滤料。
上述自来水厂污泥的含水率为65-85％。
上述污水处理厂污泥的含水率为65-85％。
上述成孔剂为煤粉、淀粉、锯末屑、石灰石、白云石和炭黑中的一种。
上述粘结剂为水玻璃。
有益效果：通过上述制备方法制备的应用于曝气生物滤池的滤料，以自来水厂和污水处理厂的污泥为主要原料，可以大量的消耗脱水污泥，避免了污泥的二次污染，符合我国固废处理的无害化、减量化和资源化原则，从而达到从经济效益、环境效益和社会效益的共赢。由于污水处理厂的污泥具有较高的含碳量以及适量成孔剂的加入使得颗粒表面形成多孔状态，因而对废水中的污染物具有较好的吸附、去除效果。制备的滤料具有巨大的比表面积，有利于微生物附着生长，是一种新型高效的曝气生物滤池滤料。
四、具体实施方式
以下结合实例对本发明作进一步的描述：
实施例1：
取10kg自来水厂污泥放入烘箱105℃干燥24h，球磨过100目筛，取出备用；取80kg污水处理厂污泥放入烘箱105℃干燥24h，球磨过100目筛。将过筛后的自来水厂污泥、污水处理厂污泥、3kg煤粉和7kg水玻璃充分搅拌均匀，洒水成型得生料球；将成型的生料球放入烘箱105℃干燥24h；将干燥好了的生料球取出，放入箱式电阻炉中，升温至450℃，保温10min进行预热处理。将预热后的生料球快速移入已经升温至1000℃的程控式电炉中焙烧60min后取出，冷却至室温即得到所需的用于曝气生物滤池的滤料。
取BAF工艺进水水质：BOD₅浓度为150～200mg/L，COD_Cr浓度为300～400mg/L，TSS浓度为100～150mg/L，NH₃-N浓度为15～25mg/L，TP浓度为6～8mg/L。经处理后，BOD₅去除率约为90～95％，COD_Cr去除率约为80～85％，TSS去除率约为80％，NH₃-N去除率约为80～95％，TP去除率约为65～75％。
实施例2：
取15kg自来水厂污泥放入烘箱105℃干燥24h，球磨过100目筛，取出备用；取70kg污水处理厂污泥放入烘箱105℃干燥24h，球磨过100目筛。将过筛后的自来水厂污泥、污水处理厂污泥、5kg淀粉和10kg水玻璃充分搅拌均匀，洒水成型得生料球；将成型的生料球放入烘箱105℃干燥24h；将干燥好了的生料球取出，放入箱式电阻炉中，升温至500℃，保温20min进行预热处理。将预热后的生料球快速移入已经升温至1100℃的程控式电炉中焙烧50min后取出，冷却至室温即得到所需的用于曝气生物滤池的滤料。
取BAF工艺进水水质：BOD₅浓度为150～200mg/L，COD_Cr浓度为300～400mg/L，TSS浓度为100～150mg/L，NH₃-N浓度为15～25mg/L，TP浓度为4～6mg/L。经处理后，BOD₅去除率约为90～95％，COD_Cr去除率约为80～85％，TSS去除率约为80％，NH₃-N去除率约为80～95％，TP去除率约为70～75％。
实施例3：
取20kg自来水厂污泥放入烘箱105℃干燥24h，球磨过100目筛，取出备用；取60kg污水处理厂污泥放入烘箱105℃干燥24h，球磨过100目筛。将过筛后的自来水厂污泥、污水处理厂污泥、5kg锯末屑和15kg水玻璃充分搅拌均匀，洒水成型得生料球；将成型的生料球放入烘箱105℃干燥24h；将干燥好了的生料球取出，放入箱式电阻炉中，升温至550℃，保温30min进行预热处理。将预热后的生料球快速移入已经升温至1200℃的程控式电炉中焙烧40min后取出，冷却至室温即得到所需的用于曝气生物滤池的滤料。
取BAF工艺进水水质：BOD₅浓度为150～200mg/L，COD_Cr浓度为300～400mg/L，TSS浓度为100～150mg/L，NH₃-N浓度为15～25mg/L，TP浓度为2～4mg/L。经处理后，BOD₅去除率约为90～95％，COD_Cr去除率约为80～85％，TSS去除率约为80％，NH₃-N去除率约为80～95％，TP去除率约为70～80％。
实施例4：
取25kg自来水厂污泥放入烘箱105℃干燥24h，球磨过100目筛，取出备用；取50kg污水处理厂污泥放入烘箱105℃干燥24h，球磨过100目筛。将过筛后的自来水厂污泥、污水处理厂污泥、7kg石灰石和18kg水玻璃充分搅拌均匀，洒水成型得生料球；将成型的生料球放入烘箱105℃干燥24h；将干燥好了的生料球取出，放入箱式电阻炉中，升温至600℃，保温40min进行预热处理。将预热后的生料球快速移入已经升温至1300℃的程控式电炉中焙烧30min后取出，冷却至室温即得到所需的用于曝气生物滤池的滤料。
取BAF工艺进水水质：BOD₅浓度为50～100mg/L，COD_Cr浓度为100～200mg/L，TSS浓度为50～100mg/L，NH₃-N浓度为10～15mg/L，TP浓度为2～4mg/L。经处理后，BOD₅去除率约为85～90％，COD_Cr去除率约为85～90％，TSS去除率约为80～85％，NH₃-N去除率约为85～90％，TP去除率约为75～80％。
实施例5：
取30kg自来水厂污泥放入烘箱105℃干燥24h，球磨过100目筛，取出备用；取40kg污水处理厂污泥放入烘箱105℃干燥24h，球磨过100目筛。将过筛后的自来水厂污泥、污水处理厂污泥、10kg白云石和20kg水玻璃充分搅拌均匀，洒水成型得生料球；将成型的生料球放入烘箱105℃干燥24h；将干燥好了的生料球取出，放入箱式电阻炉中，升温至650℃，保温50min进行预热处理。将预热后的生料球快速移入已经升温至1400℃的程控式电炉中焙烧20min后取出，冷却至室温即得到所需的用于曝气生物滤池的滤料。
取BAF工艺进水水质：BOD₅浓度为50～100mg/L，COD_Cr浓度为100～200mg/L，TSS浓度为50～100mg/L，NH₃-N浓度为10～15mg/L，TP浓度为4～6mg/L。经处理后，BOD₅去除率约为85～90％，COD_Cr去除率约为85～90％，TSS去除率约为80～85％，NH₃-N去除率约为85～90％，TP去除率约为70～80％。
实施例6：
取35kg自来水厂污泥放入烘箱105℃干燥24h，球磨过100目筛，取出备用；取30污水处理厂污泥放入烘箱105℃干燥24h，球磨过100目筛。将过筛后的自来水厂污泥、污水处理厂污泥、15kg炭黑和20kg水玻璃充分搅拌均匀，洒水成型得生料球；将成型的生料球放入烘箱105℃干燥24h；将干燥好了的生料球取出，放入箱式电阻炉中，升温至700℃，保温60min进行预热处理。将预热后的生料球快速移入已经升温至1500℃的程控式电炉中焙烧10min后取出，冷却至室温即得到所需的用于曝气生物滤池的滤料。
取BAF工艺进水水质：BOD₅浓度为50～100mg/L，COD_Cr浓度为100～200mg/L，TSS浓度为50～100mg/L，NH₃-N浓度为10～15mg/L，TP浓度为6～8mg/L。经处理后，BOD₅去除率约为85～90％，COD_Cr去除率约为85～90％，TSS去除率约为80～85％，NH₃-N去除率约为85～90％，TP去除率约为65～75％。